CN112928323B - Pcb板式燃料电堆电压巡检仪连接装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置及汽车,该PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置包括电堆芯体结构、电压巡检仪及PCB连接结构;电堆芯体结构包括相对平行设置的两个电堆框板,连接于两个所述电堆框板之间的双极板结构;电压巡检仪设于所述电堆框板的外侧面上;PCB连接结构包括设于所述双极板结构上、且一侧与所述双极板结构的侧边电连接的PCB转接板,以及一端与所述PCB转接板的另一侧电连接的线束结构,所述线束结构的另一端与所述电压巡检仪电连接;其中,所述电压巡检仪的巡检线通过所述线束结构、所述PCB转接板与所述双极板结构电连接;因此结构简洁、安装更为方便、布局更加合理,占用空间也较小。
Description
技术领域
本发明涉及氢燃料电堆结构集成技术领域,特别涉及一种PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置及汽车。
背景技术
目前,燃料电池电堆电压巡检仪CVM的巡检线与电池电堆的双极板连接方式多用导线焊接在双极板上的方法,50kW以上大功率电堆,双极板数量多达200片以上,即使采用双片一检,采样线高达100根,80kW,100kW电堆的巡检线则多达200根以上;因此焊接电压巡检仪CVM巡检线的方案有如下缺点:1.线束多,多达200根以上的巡检线,焊接位置狭小工作量大,工艺复杂,不利于量产;2.线束多且不容易固定,在装配,调试过程中容易折断,线束防护安全性差;3.线束杂乱,电压巡检仪采样线EMC性能差,检测电池电堆的电压信号容易受干扰。
因此,针对电压巡检仪与电池电堆的上述连接方式问题,亟需提供一种结构简洁、安装方便、布局合理、占用空间小的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置。
发明内容
本发明实施例提供一种PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置及汽车,结构简洁、安装更为方便、布局更加合理,占用空间也较小。
一方面,本发明实施例提供了一种PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,包括电堆芯体结构、电压巡检仪及PCB连接结构;电堆芯体结构包括相对平行设置的两个电堆框板,连接于两个所述电堆框板之间的双极板结构;电压巡检仪设于所述电堆框板的外侧面上;PCB连接结构包括设于所述双极板结构上、且一侧与所述双极板结构的侧边电连接的PCB转接板,以及一端与所述PCB转接板的另一侧电连接的线束结构,所述线束结构的另一端与所述电压巡检仪电连接;其中,所述电压巡检仪的巡检线通过所述线束结构、所述PCB转接板与所述双极板结构电连接。
在一些实施例中,所述双极板结构包括并排设于两个所述电堆框板之间的多个电堆双极板,多个所述电堆双极板串联连接;所述PCB转接板包括设于多个所述电堆双极板的侧边上的PCB板主体,突出设于所述PCB板主体的侧边上的多个多芯插座,以及并排设于所述PCB板主体上、且与多个所述电堆双极板一一对应设置的多条巡检线路通道,所述巡检线路通道用于设置所述电压巡检仪的巡检线、以使所述电压巡检仪的巡检线与多个所述电堆双极板一一对应电连接;所述线束结构包括多根线束线缆,以及分别设于每根所述线束线缆的两端的各一个线束插头,每根所述线束线缆的一端的所述线束插头与一个所述多芯插座对应插接,每根所述线束线缆的另一端的所述线束插头与所述电压巡检仪的一个接插件对应插接。
在一些实施例中,所述电堆双极板包括双极板主体,以及突出设于所述双极板主体的侧边上的焊片;所述PCB转接板包括凹设于所述PCB板主体上、且一一对应地设于多条所述巡检线路通道的端部的多个卡槽,多个所述焊片一一对应地插设于多个所述卡槽中。
在一些实施例中,所述焊片通过锡焊连接方式固设于所述卡槽中。
在一些实施例中,所述PCB转接板包括突出设于所述PCB板主体上的多个均压电阻,每个所述均压电阻均设于两条所述巡检线路通道之间。
在一些实施例中,两个所述卡槽之间的距离等于两个所述电堆双极板之间的距离。
在一些实施例中,所述双极板主体的边角上设有多个定位孔,所述定位孔用于对多个所述电堆双极板进行定位。
在一些实施例中,所述电堆框板包括框板主体,以及突出设于所述框板主体一侧的电堆负极,两个所述电堆负极相对设置。
在一些实施例中,所述框板主体包括端板,设于所述端板的内侧的密封圈,与所述密封圈的侧面连接的绝缘体,所述电堆负极设于所述绝缘体上;所述端板上开设有第一氢腔、第一水腔、及第一空气腔,所述双极板主体上开设有与所述端板上的所述第一氢腔、所述第一水腔、及所述第一空气腔一一对应的第二氢腔、第二水腔、及第二空气腔。
另一方面,本发明实施例提供了一种汽车,包括上述所述的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括:通过PCB连接结构的PCB转接板的一侧与双极板结构的侧边电连接,PCB连接结构的线束结构的一端与PCB转接板的另一侧电连接,线束结构的另一端与电压巡检仪电连接,因此将电压巡检仪的巡检线通过线束结构、PCB转接板与双极板结构电连接,取消了采用导线焊接的方式,取消了线束杂乱的工作环境,降低了焊接不良风险,提高了产品质量,减少了工作成本,同时通过PCB连接结构的运用,将电压巡检仪的巡检线都收纳于线束结构、PCB转接板中,因此PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置的整体结构简洁、安装更为方便、布局也更加合理,占用空间也较小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的结构示意图;
图2为本发明实施例的PCB转接板的结构示意图;
图3为本发明实施例的线束结构与电压巡检仪的装配结构示意图;
图4为本发明实施例的电堆双极板的平面结构示意图;
图5为本发明实施例的A部分的放大结构示意图;
图6为本发明实施例的电堆芯体结构的结构示意图。
图中:10、电堆芯体结构;100、电堆框板;1000、框板主体;1100、端板;1200、密封圈;1300、绝缘体;1001、电堆负极;101、双极板结构;1010、双极板主体;1011、焊片;20、电压巡检仪;30、PCB连接结构;300、PCB转接板;3000、PCB板主体;3001、多芯插座;3002、巡检线路通道;3003、卡槽;3004、均压电阻;301、线束结构;3010、线束线缆;3011、线束插头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1所示;本发明实施例提供了一种PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,包括电堆芯体结构10、电压巡检仪20及PCB连接结构30;电堆芯体结构10包括相对平行设置的两个电堆框板100,连接于两个电堆框板100之间的双极板结构101;电压巡检仪20设于电堆框板100的外侧面上;PCB连接结构30包括设于双极板结构101上、且一侧与双极板结构101的侧边电连接的PCB转接板300,以及一端与PCB转接板300的另一侧电连接的线束结构301,线束结构301的另一端与电压巡检仪20电连接;其中,电压巡检仪20的巡检线通过线束结构301、PCB转接板300与双极板结构101电连接。
需要说明的是,印制电路板{PCB,Printed circuitboards},是电子元器件电气连接的提供者。
该PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,双极板结构101连接于两个电堆框板100之间,两个电堆框板100通过锁紧螺栓将双极板结构101固定于其中;PCB连接结构30的PCB转接板300的一侧与双极板结构101的侧边电连接,PCB连接结构30的线束结构301的一端与PCB转接板的另一侧电连接,线束结构301的另一端与电压巡检仪20电连接,因此将电压巡检仪20的巡检线通过线束结构301、PCB转接板300与双极板结构101电连接,相对于相关技术,取消了采用导线焊接的方式,取消了线束杂乱的工作环境,降低了焊接不良风险,提高了产品质量,减少了工作成本,同时通过PCB连接结构30的运用,将电压巡检仪20的巡检线都收纳于线束结构301、PCB转接板300中,因此PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置的整体结构简洁、安装更为方便、布局也更加合理,占用空间也较小。
同时参见图2、图3所示,在本发明实施例中,双极板结构101包括并排设于两个电堆框板100之间的多个电堆双极板,多个所述电堆双极板串联连接;PCB转接板300包括设于多个电堆双极板的侧边上的PCB板主体3000,突出设于PCB板主体3000的侧边上的多个多芯插座3001,以及并排设于PCB板主体3000上、且与多个所述电堆双极板一一对应设置的多条巡检线路通道3002,巡检线路通道3002用于设置电压巡检仪20的巡检线、以使电压巡检仪20的巡检线与多个所述电堆双极板一一对应电连接;线束结构301包括多根线束线缆3010,以及分别设于每根线束线缆3010的两端的各一个线束插头3011,每根线束线缆3010的一端的线束插头3011与一个多芯插座3001对应插接,每根线束线缆3010的另一端的线束插头3011与电压巡检仪20的一个接插件对应插接。
由于需将电压巡检仪20的巡检线通过线束结构301、PCB转接板300与双极板结构101电连接,通过在PCB板主体3000上并排设置与多个所述电堆双极板一一对应设置的多条巡检线路通道3002,该巡检线路通道3002用于设置电压巡检仪20的巡检线、以使电压巡检仪20的巡检线与多个电堆双极板一一对应电连接;再通过线束结构301的线束线缆3010、线束插头3011分别将PCB转接板300的多芯插座3001与电压巡检仪20的接插件对应插接,即可实现。
多条巡检线路通道3002采用并排布线的方式,能加强线路抗干扰能力,从而提升电压巡检仪20的巡检线的采样信号精度;线束线缆3010采用屏蔽线,能提高线路的抗干扰性能,从而提升电压巡检仪20的巡检线的采样信号精度。
同时参见图4、图5所示,在本发明实施例中,所述电堆双极板包括双极板主体1010,以及突出设于双极板主体1010的侧边上的焊片1011;PCB转接板300包括凹设于PCB板主体3000上、且一一对应地设于多条巡检线路通道3002的端部的多个卡槽3003,多个焊片1011一一对应地插设于多个卡槽3003中。
通过将双极板主体1010上的焊片1011一一对应地插设于多个卡槽3003中,能使一个电堆双极板对应与一条巡检线路通道3002连接,对应的,即实现一个电堆双极板与一根电压巡检仪20的巡检线对应电连接;同时也可通过焊片1011与卡槽3003的插接来实现电堆双极板与PCB转接板300的紧固电连接,避免由于受到车辆振动而容易松动形成接触不良。
可选的,为了使电堆双极板与PCB转接板300的更为紧固电连接,所述焊片1011通过锡焊连接方式固设于所述卡槽3003中;锡焊是利用低熔点的金属焊料加热熔化后,渗入并充填金属件连接处间隙的焊接方法。因此通过锡焊连接的方式,能使电堆双极板不可从PCB转接板300中插拔出来,能提高电压巡检仪20的巡检线的采样信号精度。
可选的,所述PCB转接板300包括突出设于PCB板主体3000上的多个均压电阻3004,每个均压电阻3004均设于两条巡检线路通道3002之间;由于多个电堆双极板串联连接,会造成电堆双极板上的串联电压不平衡,可能会影响到电压巡检仪20的巡检线的采样信号精度,因此通过设置均压电阻3004来解决串联电压不平衡的问题。
可选的,两个卡槽3003之间的距离等于两个所述电堆双极板之间的距离。由于卡槽3003的深度、宽度、及两个卡槽3003之间的距离可根据不同设计参数进行调整,为了使一个电堆双极板对应与一条巡检线路通道3002连接,需保证两个卡槽3003之间的距离等于两个所述电堆双极板之间的距离。
可选的,为了使多个电堆双极板串联连接时位置保持整体统一,不会出现层次不齐的情况,双极板主体1010的边角上设有多个定位孔,所述定位孔用于对多个所述电堆双极板进行定位。
同时参见图6所示,在本发明实施例中,为了清楚描述电堆框板的具体结构,电堆框板100包括框板主体1000,以及突出设于框板主体1000一侧的电堆负极1001,两个电堆负极1001相对设置。
可选的,框板主体1000包括端板1100,设于端板1100的内侧的密封圈1200,与密封圈1200的侧面连接的绝缘体1300,电堆负极1001设于绝缘体1300上;端板1100上开设有第一氢腔、第一水腔、及第一空气腔,双极板主体1010上开设有与所述端板1100上的所述第一氢腔、所述第一水腔、及所述第一空气腔一一对应的第二氢腔、第二水腔、及第二空气腔。
密封圈1200实现双极板结构101的密封,绝缘体1300使双极板结构101能和外界物体绝缘,避免漏电情况的发生;由于双极板结构101设置于两个电堆框板100之间,为了实现双极板结构能与外界物质实现物质连通和交换,双极板主体1010上开设有与所述端板1100上的所述第一氢腔、所述第一水腔、及所述第一空气腔一一对应的第二氢腔、第二水腔、及第二空气腔。需要说明的是,电压巡检仪20设于电堆框板100的外侧面上,即电压巡检仪设于一个端板1100上,而另一个端板1100上开设有第一氢腔、第一水腔、及第一空气腔。
本发明提供的一种PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,通过在PCB板主体3000上并排设置与多个所述电堆双极板一一对应设置的多条巡检线路通道3002,该巡检线路通道3002用于设置电压巡检仪20的巡检线、以使电压巡检仪20的巡检线与多个电堆双极板一一对应电连接;再通过线束结构301的线束线缆3010、线束插头3011分别将PCB转接板300的多芯插座3001与电压巡检仪20的接插件对应插接,即可实现将电压巡检仪20的巡检线通过线束结构301、PCB转接板300与双极板结构101电连接。因此取消了采用导线焊接的方式,取消了线束杂乱的工作环境,降低了焊接不良风险,提高了产品质量,减少了工作成本,同时通过PCB连接结构30的运用,将电压巡检仪20的巡检线都收纳于线束结构301、PCB转接板300中,因此PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置的整体结构简洁、安装更为方便、布局也更加合理,占用空间也较小。
同时,设于多条巡检线路通道3002的端部的多个卡槽3003,多个焊片1011一一对应地插设于多个卡槽3003中,焊片1011通过锡焊连接方式固设于所述卡槽3003中,能使电堆双极板不可从PCB转接板300中插拔出来,避免由于受到车辆振动而容易松动形成接触不良,能提高电压巡检仪20的巡检线的采样信号精度。同时,通过通过设置均压电阻3004来解决电堆双极板上的串联电压不平衡的问题。
本发明还提供了一种汽车,包括上述所述的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“一侧”、“一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是,在本申请中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,其特征在于,包括:
电堆芯体结构(10),包括相对平行设置的两个电堆框板(100),连接于两个所述电堆框板(100)之间的双极板结构(101);
电压巡检仪(20),设于所述电堆框板(100)的外侧面上;以及,
PCB连接结构(30),包括设于所述双极板结构(101)上、且一侧与所述双极板结构(101)的侧边电连接的PCB转接板(300),以及一端与所述PCB转接板(300)的另一侧电连接的线束结构(301),所述线束结构(301)的另一端与所述电压巡检仪(20)电连接;
其中,所述电压巡检仪(20)的巡检线通过所述线束结构(301)、所述PCB转接板(300)与所述双极板结构(101)电连接;
所述双极板结构(101)包括并排设于两个所述电堆框板(100)之间的多个电堆双极板,多个所述电堆双极板串联连接;
所述PCB转接板(300)包括设于多个所述电堆双极板的侧边上的PCB板主体(3000),突出设于所述PCB板主体(3000)的侧边上的多个多芯插座(3001),以及并排设于所述PCB板主体(3000)上、且与多个所述电堆双极板一一对应设置的多条巡检线路通道(3002),所述巡检线路通道(3002)用于设置所述电压巡检仪(20)的巡检线、以使所述电压巡检仪(20)的巡检线与多个所述电堆双极板一一对应电连接;
所述线束结构(301)包括多根线束线缆(3010),以及分别设于每根所述线束线缆(3010)的两端的各一个线束插头(3011),每根所述线束线缆(3010)的一端的所述线束插头(3011)与一个所述多芯插座(3001)对应插接,每根所述线束线缆(3010)的另一端的所述线束插头(3011)与所述电压巡检仪(20)的一个接插件对应插接;
所述电堆双极板包括双极板主体(1010),以及突出设于所述双极板主体(1010)的侧边上的焊片(1011);
所述PCB转接板(300)包括凹设于所述PCB板主体(3000)上、且一一对应地设于多条所述巡检线路通道(3002)的端部的多个卡槽(3003),多个所述焊片(1011)一一对应地插设于多个所述卡槽(3003)中;
所述PCB转接板(300)包括突出设于所述PCB板主体(3000)上的多个均压电阻(3004),每个所述均压电阻(3004)均设于两条所述巡检线路通道(3002)之间。
2.如权利要求1所述的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,其特征在于,所述焊片(1011)通过锡焊连接方式固设于所述卡槽(3003)中。
3.如权利要求1所述的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,其特征在于,两个所述卡槽(3003)之间的距离等于两个所述电堆双极板之间的距离。
4.如权利要求1所述的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,其特征在于,所述双极板主体(1010)的边角上设有多个定位孔,所述定位孔用于对多个所述电堆双极板进行定位。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,其特征在于,所述电堆框板(100)包括框板主体(1000),以及突出设于所述框板主体(1000)一侧的电堆负极(1001),两个所述电堆负极(1001)相对设置。
6.如权利要求5所述的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置,其特征在于,所述框板主体(1000)包括端板(1100),设于所述端板(1100)的内侧的密封圈(1200),与所述密封圈(1200)的侧面连接的绝缘体(1300),所述电堆负极(1001)设于所述绝缘体(1300)上;
所述端板(1100)上开设有第一氢腔、第一水腔、及第一空气腔,所述双极板主体(1010)上开设有与所述端板(1100)上的所述第一氢腔、所述第一水腔、及所述第一空气腔一一对应的第二氢腔、第二水腔、及第二空气腔。
7.一种汽车,其特征在于,包括如权利要求1至6中任意一项所述的PCB板式燃料电堆电压巡检仪连接装置。
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